FuE: Antriebs- und Energietechnik

Projektbeschreibung:

Im Mittelpunkt des Projektes stehen die Definition, die Machbarkeit und nachfolgend der Aufbau eines Demonstrators eines autarken Energie-Versorgungssystems für den Eisenbahnbereich. Aus Sicht der Leit- und Sicherungstechnik geht es hier vor allem darum, einen technischen Lösungsvorschlag zu erarbeiten, der es ermöglicht, zum Beispiel in Bauzuständen die Energieversorgung von Komponenten der Leit- und Sicherungstechnik autark sicherzustellen. In einer ersten Phase des Projektes steht die Analyse bestehender Lösungen und Spezifikationen der Leistungsparameter im Fokus, um daraus einen technischen Lösungsvorschlag zu erarbeiten. Hierbei ist wesentlich, dass die Leistungsparameter spezifiziert werden und daraus der technische Vorschlag abgeleitet wird.

Projektinformationen:

Status: beantragt

Partner:

Technische Universität Chemnitz mit der Professur für Nachrichtentechnik sowie dem Zentrum für Wissens- und Technologietransfer
Technische Universität Dresden
Smart Rail Connectivity Campus e. V.
DB Netz AG
Siemens Mobility GmbH
Tobias Luderer E.D.A.C.

Förderprogramm: Gefördert durch das BMBF im Rahmen des WIR! Förderprogramms

Projektbeschreibung:

Das stationäre Ladesystem soll zur punktuellen Energieversorgung von batteriebetriebenen Zügen genutzt werden, welche auf nicht elektrifizierten Bahnstrecken eingesetzt werden. Diese Ladestationen sollen perspektivisch an den strategisch wichtigen Punkten entlang einer Bahnstrecke im Bahnhofsbereich positioniert werden, um die notwendige Streckenabdeckung mit der begrenzten Batteriekapazität der Züge zu gewährleisten. Die Stromzuführung wird durch eine dafür errichtete, Oberleitungsstromschiene realisiert, die Rückstromführung erfolgt über die Schiene. Als Versorgungsspannung werden die in Deutschland üblichen 15 kV gewählt. Da ein Stromabnehmer im Stand maximal 80 A führen darf, ist die maximale Leistung pro Stromabnehmer auf 1,2 MVA begrenzt. Diese technischen Parameter bieten sich an, da alle batteriebetriebenen Triebwagen serienmäßig mit Pantographen ausgestattet sind. An den Zügen ist demnach keine technische Änderung mehr nötig und das Andocken funktioniert schnell und unkompliziert. Zudem lässt sich über eine Oberleitungsstromschiene eine wesentlich höhere Leistung als z.B. über Steckerverbindungen, die nur 1 kV führen können, übertragen. Batterieelektrische Triebwagen können prinzipiell eine Frequenz von 16,7 Hz als auch von 50 Hz beherrschen, das stationäre Ladesystem soll mit der unüblichen Frequenz von 50 Hz arbeiten. Dies widerspricht der Norm für Fahrdrahtspannungen (EN 50163), ist aber zugleich die große Innovation des Projekts und Kern der Entwicklung, da das Beibehalten der Frequenz des vorgelagerten Mittelspannungsnetzes eine Reihe technischer und wirtschaftlicher Vorteile bietet. Die einphasige Last der Triebwagen wird mit Hilfe eines speziellen Symmetrierumrichters und eines Spezialtransformators gleichmäßig auf die drei Phasen des speisenden Netzes aufgeteilt, sodass die Anforderungen des Netzbetreibers hinsichtlich der Netzsymmetrie erfüllt werden. Die Ladevorgänge erfolgen nur im Stillstand. Für diese Technologie wird ein Prototyp entwickelt, der in Annaberg-Buchholz Süd zunächst in einer Pilotphase erprobt und anschließend in den regulären Betrieb überführt werden soll.

Partner:

Smart Rail Connectivity Campus gGmbH
Technische Universität Dresden, Professur Elektrische Bahnen
F&S PROZESSAUTOMATION GmbH
DB Energie GmbH
Rail Power Systems GmbH
Verkehrsverbund Mittelsachsen GmbH
DB RegioNetz Infrastruktur GmbH Erzgebirgsbahn

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50-Hz-Nachladestation